非线性系统的分析与控制 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:科学出版社

作者:洪奕光

出品人:

页数:278

译者:

出版时间:2005-9

价格:48.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787030159038

丛书系列:

图书标签:

• 控制
• 专业
• 非线性系统
• 控制理论
• 系统分析
• 数学建模
• 自适应控制
• 最优控制
• 混沌控制
• 现代控制
• 工程应用
• 反馈控制

深入探索经典物理世界的奥秘：流体力学基础与应用 本书旨在为读者提供一个全面、深入且严谨的流体力学入门与进阶指南。 聚焦于经典流体力学的基本原理、核心方程的推导、以及这些理论在工程和自然科学中的实际应用。全书内容组织逻辑清晰，从宏观现象入手，逐步深入到微观尺度的分子运动与统计描述，最终涵盖复杂流动问题的分析方法。 第一部分：流体力学的基石与描述工具 本部分将构建读者理解流体力学的基本框架，重点介绍描述流体运动所需的数学工具和物理概念。 第一章：流体的基本概念与物质属性 详细探讨流体的定义、与固体的本质区别。内容涵盖： 流体的分类： 牛顿流体与非牛顿流体、可压缩流体与不可压缩流体、粘性流体与理想流体。 流体性质： 密度、比重、粘度（绝对粘度与运动粘度）、表面张力、体积弹性模量。重点解析温度和压力对这些性质的影响，并提供各种常见流体在不同条件下的物性数据参考。 流体运动的描述方法： 欧拉描述（控制体分析）与拉格朗日描述（流体质点追踪）的对比。引入流线、迹线和层流的概念，并通过实例说明如何通过这些描述方法初步理解流场结构。 第二章：流体运动的连续性与守恒方程 本章是本书的核心理论基础，着重于流体力学中的三大守恒定律在流体控制体上的数学表达。 质量守恒方程（连续性方程）： 详细推导笛卡尔坐标系下不可压缩和可压缩流体的连续性方程。通过积分形式和微分形式的对比，解释其在控制体（Reynolds输运定理）和流线上的物理意义。 动量守恒方程（Navier-Stokes方程）： 这是流体力学中最著名的方程组。本书将循序渐进地推导二维和三维的N-S方程，清晰阐述惯性力、压力梯度力、体积力（如重力）和粘性力的作用。特别关注无粘流体（欧拉方程）作为N-S方程在零粘度情况下的简化形式。 能量守恒方程： 推导适用于热力学过程的能量方程。讨论内能、对流项、热传导项以及功项（粘性耗散与压力功）的贡献，特别强调等熵过程和绝热过程的特殊性。 第三章：流场分析的数学工具 本章侧重于提升读者对流场数学结构的理解能力，为后续的解析解法做准备。 张量分析基础： 引入应力张量和应变率张量，这是理解粘性力来源的关键。 流函数与速度势： 针对二维不可压缩流，详细介绍流函数（Stream function）的定义、性质及其与速度分量的关系，并推导其满足的泊松方程。同时介绍速度势（Velocity potential）的概念及其在无旋流动中的应用。 涡度与环量： 定义涡度向量，并阐述其在描述流体微团旋转方面的作用。通过开尔文涡度输运方程，揭示粘性如何产生和扩散涡度。 第二部分：经典流动问题的解析解与简化模型 本部分将应用前述基本方程，求解一系列具有重要物理意义的经典流动问题，并介绍重要的简化模型。 第四章：无粘流动的分析——欧拉方程的应用 伯努利方程的推导与应用： 从欧拉方程出发，详细推导沿流线和正交于流线的伯努利方程，分析其适用条件和局限性。通过对水泵、文丘里管的分析，展示其工程价值。 势流理论： 研究速度势方程（拉普拉斯方程）。介绍源、汇、偶极子、环量等基本势流单元，并利用叠加原理构造出流经二维翼型、圆柱体的复杂无粘流动场解。 第五章：粘性基础流动问题 本章专注于引入粘性效应后，方程的求解难度增加，但仍存在解析解的特定流动。 Couette 流动： 深入分析两平行平板之间、一个固定一个移动的简单剪切流，求解N-S方程（简化为一维对流-扩散问题），得到速度剖面和剪切应力。 Poiseuille 流动： 分析平行平板或圆形管道中，受压力驱动的稳定层流，计算流量与压力梯度之间的关系，引入了水力学中的重要概念。 圆管内的粘性流： 详细分析Hagen-Poiseuille流，并讨论其与湍流过渡的联系。 第六章：边界层理论的引申 边界层是现代流体力学分析的核心。本章介绍普兰特边界层理论的物理图像。 边界层概念与物理机制： 解释为什么在高雷诺数下，粘性效应仅集中在紧贴固体表面的薄层内。 形状因子与壁面剪切力： 介绍边界层厚度、动量厚度等积分参数。 Blasius 方程： 对于平板上的均匀来流，展示如何通过相似解法简化N-S方程，推导出边界层方程，并讨论其数值求解的重要性。 第三部分：流动现象与工程应用扩展 本部分将关注流体运动中普遍存在的复杂现象，如流动分离、湍流，并将其与实际工程问题相结合。 第七章：流动分离与升力 压壁流与逆压梯度： 阐述在逆压力梯度作用下，边界层如何发生动量损失，直至流动分离。 流动分离的影响： 讨论流动分离对物体阻力（特别是压差阻力）和升力的巨大影响，并介绍减小分离的工程手段（如襟翼、导流片）。 绕流的经典案例： 分析圆柱体和翼型绕流中的分离点、尾流区的形成机制。 第八章：不可压缩流动的动力学——雷诺数与湍流 雷诺数（Re）的物理意义： 深入探讨Re数如何衡量惯性力与粘性力之比，以及其在判断流动是层流还是湍流中的关键作用。 湍流的基本特征： 介绍湍流的随机性、三维性、强烈的掺混特性以及能量级串现象。 平均化方法与雷诺应力： 引入雷诺平均Navier-Stokes（RANS）方程，解释湍流脉动项带来的“雷诺应力”，指出其封闭问题的复杂性。 第九章：流体测量与实验技术 本章介绍现代流体力学研究中常用的实验测量方法，强调理论与实践的结合。 宏观测量： 介绍皮托管、测压板、称重法测量阻力与升力等传统方法。 流场可视化技术： 详细介绍烟雾可视化、染料注入法在低速流场中的应用。 先进光学测量技术： 重点介绍粒子图像测速（PIV）和激光多普勒测速（LDV）的基本原理、数据处理流程及其在复杂流场定量分析中的优势。 全书注重理论的严谨推导，辅以大量的工程实例和习题，旨在培养读者利用流体力学基本原理分析和解决实际工程问题的能力。本书适合作为高等院校机械、土木、航空航天、能源动力等专业本科高年级及研究生的教材或参考书。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本书的理论深度是毋庸置疑的，但作为一名工程实践者，我更关注的是如何将这些理论转化为可操作的算法。初次阅读时，我感到有些吃力，因为其中涉及大量的微分几何和拓扑学的概念，对于长期与MATLAB仿真界面打交道的我来说，理解起来需要跳出原有的思维定势。不过，书中后半部分关于鲁棒控制和滑模控制在非线性系统中的应用章节，倒是给了我不少启发。作者并没有简单地罗列出控制器的公式，而是详细分析了不同控制方法在面对外部扰动和系统不确定性时的表现差异。我记得有一段关于奇点附近控制律设计的讨论，作者非常细致地解释了为什么传统的线性化方法会失效，以及如何利用不动点理论来指导控制面的构造。虽然理论推导部分略显冗长，但我反复研读后发现，正是这些严谨的推导，才保证了设计出的控制系统在实际运行中的可靠性。对于那些想要设计复杂机械臂或航空航天姿态控制系统的工程师来说，这本书提供的理论框架是至关重要的基石，它教会你“为什么”要这样做，而不是仅仅告诉你“怎么做”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和印刷质量，说实话，在同类专业书籍中属于上乘。纸张的选择比较厚实，虽然整本书分量十足，但拿在手里并不会感觉太沉重。更值得称赞的是图表的清晰度。在分析复杂系统的相图或者庞加莱截面时，图示的精细程度直接影响到读者的理解效率。这本书在这方面做得非常到位，即便是最复杂的双曲点或霍普夫分岔的示意图，线条和标记都非常锐利，没有出现任何模糊不清的现象。这对于需要反复对照文本和图表来理解系统动态行为的学习者来说，是一个巨大的加分项。我个人是那种喜欢在书上做大量批注的读者，这本书的页边距设计也比较合理，留白充足，方便我记录自己的心得和疑问。唯一美中不足的地方或许是索引部分可以再详尽一些，查找特定的小概念时，偶尔需要多翻几页。但瑕不掩瑜，从物理接触的层面来看，它无疑是一本高品质的专业工具书，值得被长期收藏和使用。

评分☆☆☆☆☆

从阅读的“心流”体验来说，这本书更像是一部严谨的“探险手册”，而非轻松的“游记”。它要求读者必须保持高度的专注和持续的思考，每读完一章，都需要花时间去消化和思考作者提出的观点以及推导的每一步结论。它不适合在通勤或碎片时间里随意翻阅，因为它需要沉浸式的环境。然而，正是这种高强度的阅读要求，使得知识的内化程度非常高。书中对于某些非线性现象的描述，比如混沌的路径依赖性，作者的笔法非常精准，仿佛能让人透过文字感受到系统状态在相空间中那种不可预测却又遵循某种宏观规律的奇妙舞蹈。对于那些准备报考相关领域研究生，或者希望在先进控制领域有所建树的读者而言，这本书是不可逾越的一道坎。跨越它，你对“控制”的理解将从线性的简单叠加，进化到对复杂动态行为的深刻洞察和驾驭，其价值远超其标价本身。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得相当沉稳大气，那种深蓝配上银灰色的字体，一看就知道是本正经的学术著作，让人忍不住想一探究竟。我是在一个偶然的机会下接触到这本书的，当时正在为我的毕业设计寻找更深入的理论支撑。一开始我对“非线性”这个词还有点畏惧，总觉得它代表着数学上的复杂和抽象。然而，当我翻开目录时，我的心稍微安定了一些，因为它不是那种只有晦涩公式堆砌的教科书。作者似乎很注重构建一个清晰的逻辑框架，从基础的相平面分析讲起，逐步过渡到更高级的稳定性判据和控制策略设计。特别是关于李雅普诺夫函数的引入和讲解，我感觉作者用了不少心思去解释其背后的物理意义，而不是仅仅停留于数学推导的表面。我特别欣赏书中对经典案例的剖析，比如范德波尔振子，通过具体的例子，那些原本抽象的概念一下子就鲜活了起来，让人能真切感受到非线性系统那种“不按常理出牌”的特性。这本书的阅读体验，更像是在一位经验丰富的导师的带领下，逐步攻克一个座座理论堡垒，虽然过程艰辛，但每攻克一处，成就感都非常大。它对于理论基础的夯实，作用是毋庸置疑的，绝对是专业人士案头必备的参考书之一。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的最大感受是它在系统性与深度之间找到了一个非常巧妙的平衡点。它不像入门教材那样过于浅尝辄止，避开棘手的数学难题；但它也远没有达到纯粹的数学研究专著那样，将所有精力都倾注在证明一个极其冷僻的定理上。它的叙事逻辑是层层递进的，从一阶到高阶系统，从自治系统到外力驱动系统，每深入一个层次，都会用前一个层次的知识作为铺垫。例如，在讲解如何通过改变系统参数来观察分岔现象时，作者会先回顾李雅普诺夫指数和特征值的变化趋势，然后再引入分岔的严格定义。这种教学方法极大地降低了读者的认知负荷。我尤其喜欢它对“不稳定性”的探讨，不是简单地将其视为一个负面词汇，而是深入挖掘了如何利用某些不稳定性来设计出更具弹性的控制系统，这体现了一种更高层次的工程哲学。对于想全面构建非线性动力学知识体系的人来说，这本书提供了一条非常可靠且结构严谨的路径。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆